Resumen
Traditional storage has become a bottleneck, limiting the full potential of HPC environments. The future of HPC and scientific breakthroughs hinges on having a platform that is specifically engineered for these data-intensive workloads.
La computación de alto rendimiento (HPC) se encuentra en la intersección del descubrimiento científico y la innovación tecnológica, ya sea simulando modelos climáticos, analizando datos genómicos o entrenando modelos masivos de AI. Las demandas computacionales de sus cargas de trabajo están creciendo exponencialmente, lo que hace que los enfoques de almacenamiento tradicionales se conviertan en cuellos de botella críticos, lo que limita todo el potencial de los entornos de HPC.
Es por eso que las implementaciones de HPC más exitosas tendrán una cosa crítica en común: una plataforma de almacenamiento masivamente escalable capaz de alimentar estos potentes sistemas.
El desafío de los datos: Por qué el almacenamiento tradicional no puede mantenerse al día
Los entornos informáticos de alto rendimiento generan y procesan enormes volúmenes de datos a velocidades sin precedentes. La evolución de la tecnología de GPU y los aceleradores especializados ha creado capacidades computacionales que pueden procesar los datos más rápido de lo que los sistemas de almacenamiento convencionales pueden proporcionar. Este desequilibrio crea un problema fundamental: incluso los sistemas informáticos más potentes solo pueden funcionar tan rápido como puedan acceder a sus datos.
Las soluciones de almacenamiento tradicionales, originalmente diseñadas para cargas de trabajo predecibles, a menudo luchan con varios aspectos críticos de los requisitos modernos de HPC:
- Concurrencia masiva: Las cargas de trabajo de HPC con frecuencia implican miles de procesos paralelos que requieren acceso simultáneo a los datos.
- Rendimiento Metadata: Más allá del rendimiento bruto, la capacidad de manejar miles de millones de operaciones de metadatos se vuelve fundamental.
- Escalabilidad: A medida que los conjuntos de datos crecen a escala de petabytes y exabytes, los sistemas de almacenamiento deben escalar la capacidad y el rendimiento de forma lineal.
- Eficiencia energética: La densidad computacional de los clústeres HPC modernos exige soluciones de almacenamiento que minimicen el consumo de energía y los requisitos de refrigeración.
Según los hallazgos recientes de Intersect360 Research, estos cuellos de botella representan algunos de los problemas más urgentes que enfrenta la industria de HPC-AI en la actualidad. Las organizaciones encuentran cada vez más inactivos sus costosos recursos de GPU, esperando que los datos se procesen.
El enfoque de Pure Storage para HPC Storage
En Pure Storage, hemos reimaginado la arquitectura de almacenamiento desde cero para abordar estos desafíos fundamentales de HPC. En lugar de adaptar los diseños heredados, hemos creado una plataforma específicamente diseñada para cargas de trabajo modernas que requieren gran cantidad de datos.
Nuestro enfoque se centra en tres principios fundamentales:
- Arquitectura masivamente paralela: Al igual que la propia HPC, el almacenamiento debe operar de manera altamente paralela para lograr el máximo rendimiento.
- Diseño nativo de flash: La tecnología DirectFlash® nos permite administrar flash NAND de forma nativa en lugar de imitar el comportamiento del disco duro, lo que mejora drásticamente el rendimiento, la confiabilidad y la eficiencia.
- Administración simplificada: Los entornos de HPC son lo suficientemente complejos sin agregar gastos generales de administración del almacenamiento.
Esta filosofía ha culminado en nuestra última innovación diseñada específicamente para las cargas de trabajo de HPC e AI más exigentes.
Presentamos FlashBlade//EXA: Redefinición del rendimiento a escala
Estamos orgullosos de presentar FlashBlade//EXA™, la plataforma de almacenamiento de datos más potente de la industria diseñada para impulsar fábricas de AI y entornos de HPC al ofrecer un rendimiento extremo a una escala sin precedentes. Esta solución innovadora aborda los desafíos fundamentales que han limitado el almacenamiento de HPC hasta ahora.
FlashBlade//EXA representa un cambio de paradigma en la arquitectura de almacenamiento con varias capacidades revolucionarias:
- Rendimiento sin precedentes: La plataforma ofrece más de 10TB/s de velocidad de lectura y rendimiento de escritura, hasta un 50 % de lectura en la disponibilidad general este verano.
- Arquitectura desglosada: El escalamiento independiente de los planos de datos y metadatos elimina los cuellos de botella tradicionales.
- metadatos distribuidos de forma masiva: Nuestro núcleo de metadatos comprobado puede admitir miles de millones de operaciones y más de 20 veces los sistemas de archivos en un solo espacio de nombres en comparación con las alternativas.
- Integración estándar de la industria: Aprovechar los protocolos comunes y el hardware listo para usar para el plano de datos garantiza una integración sin inconvenientes en los entornos existentes.
Como explica Rob Lee, director de tecnología de Pure Storage: “FlashBlade//EXA ofrece una arquitectura masivamente paralela que permite escalar datos y metadatos de manera independiente para proporcionar a los clientes un rendimiento, escalabilidad y adaptabilidad inigualables para algunos de los entornos de datos más grandes y exigentes del mundo. El almacenamiento ahora está acelerando el ritmo de la evolución de HPC y AI a gran escala”.
Impacto en el mundo real: Asociación entre Pure Storage y CERN
La verdadera prueba de cualquier tecnología es su aplicación en el mundo real. Es por eso que estamos particularmente entusiasmados con nuestra asociación recientemente anunciada con CERN openlab, el Laboratorio Europeo de Física de Partículas, para acelerar el desarrollo de soluciones de ICT de vanguardia para el Colisionador de Hadrones Grandes.
CERN genera volúmenes masivos de datos a través de sus experimentos físicos de alta energía, datos que deben registrarse, almacenarse y analizarse de manera efectiva para mejorar nuestra comprensión del universo. Las soluciones de almacenamiento tradicionales se han convertido en cuellos de botella significativos para sus necesidades informáticas de alto rendimiento.
A través de este acuerdo plurianual, Pure Storage y CERN openlab:
- Explore cómo la tecnología DirectFlash puede satisfacer las necesidades de investigaciones científicas futuras
- Optimice la infraestructura flash a escala de exabytes para la computación en red y las cargas de trabajo de HPC
- Identificar oportunidades para maximizar el rendimiento tanto en software como en hardware, a la vez que mejora la eficiencia energética.
“Junto con la Openlab de CERN, estamos ampliando los límites de lo que es posible en los entornos de HPC y computación en red que admiten flujos de trabajo científicos de vanguardia”, dijo Lee. “Con la integración de nuestra tecnología de vanguardia en el sistema de almacenamiento distribuido a gran escala de CERN, el laboratorio abierto de CERN está listo para abordar los volúmenes de datos sin precedentes con una velocidad y confiabilidad inigualables, al mismo tiempo que empodera a los investigadores para los desafíos extraordinarios que plantea la era del Colisión de Hadrones Grandes de Alta Luminosidad (HL-LHC, High-Luminosity Large Hadron Collider)”.
Luca Mascetti, directora de Tecnología de Almacenamiento en el laboratorio abierto de CERN, agrega: “Esperamos que esta asociación logre algunos logros clave mientras miramos hacia el futuro del almacenamiento de datos de experimentos científicos. En primer lugar, esperamos integrar esta tecnología en nuestro sistema de almacenamiento distribuido a gran escala y ofrecer datos de manera más eficaz, lo que proporciona una forma de escalar el rendimiento del almacenamiento más allá de lo que es posible hoy en día. En segundo lugar, esperamos desbloquear la próxima generación de innovaciones en física de alta energía en CERN y demostrar a la comunidad científica en general el potencial para mejorar las capacidades de almacenamiento, lo que en última instancia acelera el ritmo de descubrimiento e innovación en las instituciones de investigación a nivel mundial”.
El panorama general: Cómo abordar los desafíos de HPC en toda la industria
Más allá del rendimiento bruto, nuestro enfoque aborda varios desafíos críticos que enfrenta la industria de HPC en 2025:
Resistencia de la cadena de suministro
El panorama global de HPC sigue enfrentando importantes desafíos en la cadena de suministro, con plazos de entrega para servidores y componentes de GPU de alta gama que van de 6 a 12 meses. Al admitir servidores listos para usar para el plano de datos, FlashBlade//EXA ofrece una mayor flexibilidad en la planificación e implementación de la infraestructura.
Eficiencia energética
A medida que crecen las implementaciones de HPC, los requisitos de consumo de energía y enfriamiento se vuelven cada vez más problemáticos. La impresionante densidad de rendimiento de 3,4 TB/s por rack de FlashBlade//EXA ayuda a optimizar la potencia en constante crecimiento y los costos de enfriamiento asociados con los entornos de GPU que consumen energía.
Administración simplificada
La escasez de personal capacitado en ciencias informáticas y administración de sistemas HPC-AI representa un desafío importante en la industria. Nuestro enfoque en la administración simplificada reduce la sobrecarga operativa, lo que permite a las organizaciones implementar y administrar el almacenamiento de alto rendimiento sin experiencia especializada.
Acelerar la innovación en todas las industrias
El impacto de la tecnología de almacenamiento avanzado va más allá de los entornos HPC tradicionales. Hemos visto resultados notables en diversas industrias.
En la investigación genómica, la Universidad de Helsinki aprovechó FlashBlade® para acelerar significativamente su trabajo en el proyecto del genoma de Birch. “Fue importante para nosotros hacer las cosas en paralelo, y pasar a FlashBlade nos permitió acelerar significativamente el proceso”, dijo el profesor asistente líder del proyecto, Jarkko Salojarvi. Con FlashBlade que les permitió ejecutar hasta cuatro trabajos en paralelo, el equipo superó la mitad del proyecto en solo 18 meses, completando más de 550 conjuntos de genomas en comparación con menos de 100 en el mismo plazo con procesamiento secuencial.
En la AI a gran escala, las organizaciones han confiado en FlashBlade para escalar sus cargas de trabajo de AI de manera eficiente. A medida que los modelos de AI crecen en tamaño y complejidad, la infraestructura de almacenamiento se vuelve cada vez más crítica para lograr resultados exitosos.
El camino a seguir: El almacenamiento como catalizador para el descubrimiento
Como mencionamos anteriormente, incluso los sistemas informáticos más potentes solo pueden funcionar tan rápido como puedan acceder a sus datos. Para que HPC esté a la altura de su nombre, la tecnología de almacenamiento desempeñará un papel cada vez más vital. La visión tradicional del almacenamiento como repositorio pasivo está dando paso a una nueva comprensión: el almacenamiento como acelerador activo de las cargas de trabajo computacionales.
Al eliminar los cuellos de botella de acceso a datos, las soluciones como FlashBlade//EXA no solo admiten cargas de trabajo de HPC, sino que transforman fundamentalmente lo que es posible. Los investigadores pueden trabajar con conjuntos de datos más grandes, ejecutar simulaciones más complejas e iterar más rápidamente, lo que en última instancia acelera el ritmo del descubrimiento.
La visión de Pure Storage para el almacenamiento HPC combina un rendimiento sin precedentes con una simplicidad radical. Creemos que al eliminar los cuellos de botella y la complejidad del almacenamiento, podemos ayudar a desbloquear la próxima generación de avances científicos y tecnológicos.
En un mundo en el que la potencia computacional sigue creciendo exponencialmente, tener una infraestructura de almacenamiento que pueda mantenerse a la par no es solo una ventaja, es una necesidad. El futuro de HPC depende de ello.
FlashBlade//EXA
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